Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa ds 12, với năng suất 10,8kg nguyên liệu sữa chua dâu mẻ

Tên khóa luận: Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS – 12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ.. 75 Trang 24 DANHMỤCCHỮVIẾTTẮT Ký hiệu Ý nghĩa

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

S K L 0 0 9 6 0 6

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: PHAN NGUYỄN ĐẠI TRANG

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS – 12, VỚI NĂNG SUẤT 10,8 KG NGUYÊN LIỆU SỮA CHUA DÂU/MẺ

THÀNH PHỒ CHÍ MINH - 02/2023

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ: 2022 – 18116129

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO

HỆ THỐNG SẤY THĂNG HOA DS – 12, VỚI

NĂNG SUẤT 10,8 KG NGUYÊN LIỆU SỮA CHUA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Tên khóa luận: Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS –

12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ

2 Nhiệm vụ của khóa luận:

- Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến kỹ thuật sấy thăng hoa và cấp đông

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu đầu vào là sữa chua dâu

- Tìm hiểu, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa và cấp lạnh

- Nghiên cứu lý thuyết về trang thiết bị được sử dụng trong hệ thống sấy thăng hoa

- Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS – 12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ

3 Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 15/01/2022

4 Ngày hoàn thành khóa luận: 09/08/2022

5 Họ tên người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Tấn Dũng

Phần hướng dẫn: toàn bộ khóa luận

Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Ngành Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày 10 tháng 2 năm 2023

Trưởng Ngành Người hướng dẫn chính

Họ và tên sinh viên: Phan Nguyễn Đại Trang MSSV: 18116129

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

LỜI CẢM ƠN

Sau 4 năm được học tập và rèn luyện tại ngôi trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh, luận văn được xem như là một dấu ấn quan trọng đánh dấu việc một sinh viên đã hoàn thành nhiệm vụ của mình trên ghế giảng đường Đại học Khóa luận tốt nghiệp lần này là cơ hội để chúng tôi có thể hệ thống hóa và thực hành tất cả các kiến thức đã được học như thiết kế nhà máy thực phẩm, công nghệ sản xuất thực phẩm,… Những kỹ năng mà chúng tôi tích lũy được trong quá trình thực hiện khóa luận sẽ là hành trang quan trọng trên chặng đường trở thành một kỹ sư, cán bộ trong ngành công nghệ thực phẩm sau này

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn, lời đầu tiên chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh nói chung và quý thầy cô bộ môn Công nghệ Thực phẩm thuộc Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm nói riêng

Chúng tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS.Nguyễn Tấn Dũng – Trưởng khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm và Ths Đỗ Thùy Khánh Linh đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt kinh nghiệm cho chúng tôi trong suốt thời gian vừa qua Tuy rằng, trong quá trình thực hiện thầy và cô rất bận nhưng vẫn không ngần ngại chỉ dẫn, định hướng cho chúng tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ của luận văn

Nhóm chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến KS Lê Văn Hoàng, ThS Lê Tấn Cường

đã tận tình giúp đỡ nhóm chúng tôi trong suốt quá trình hoàn thiện và vận hành hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 Sau cùng, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè đã luôn ủng hộ, quan tâm và giúp đỡ trong quá trình thực hiện

Trong quá trình thực hiện khóa luận chắc chắn chúng tôi còn gặp phải rất nhiều sai sót, rất mong các thầy cô bỏ qua Đồng thời, với kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế, chúng tôi xin nhận sự đóng góp từ quý thầy cô để đồ án của chúng tôi được hoàn thiện hơn

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp

là do chính chúng tôi thực hiện và nghiên cứu Chúng tôi xin cam đoan các nội dung

được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo quy

định

TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 2 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Phan Nguyễn Đại Trang

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP iii

LỜI CẢM ƠN iv

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC xiii

DANH MỤC HÌNH xvii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xx

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xxii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đồ án 1

2 Mục tiêu đồ án 2

3 Giới hạn nghiên cứu của đồ án 2

4 Nội dung nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 3

6.1 Ý nghĩa khoa học 3

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

7 Bố cục 4

CHƯƠNG 1 5

TỔNG QUAN 5

1.1 Cơ sở khoa học sấy thăng hoa 5

1.1.1 Định nghĩa sấy thăng hoa 5

1.1.2 Nguyên lí sấy thăng hoa 5

1.1.3 Ưu, nhược điểm của kĩ thuật sấy thăng hoa 7

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa 8

1.1.5 Các biến đổi vật lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa 9

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về lĩnh vực sấy thăng hoa 11

1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước về lĩnh vực sấy thăng hoa 12

1.4 Nguyên liệu sữa chua dâu 14

1.4.1 Tổng quan về nguyên liệu 14

1.4.2 Thành phần dinh dưỡng của sữa chua dâu 16

1.4.3 Công dụng và lợi ích sức khỏe của việc tiêu thụ sữa chua dâu 19

1.4.4 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm sữa chua dâu sấy thăng hoa 21

1.4.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa chua dâu trong những năm gần đây 22

1.4.6 Các tính chất nhiệt vật lý của nguyên liệu cần thiết cho tính toán thiết kế 23

1.4.7 Các biến đổi nguyên liệu sau thu hoạch trước khi sấy thăng hoa 26

1.5 Công nghệ về sấy thăng hoa Sữa chua dâu 29

1.5.1 Quy trình công nghệ sấy thăng hoa sữa chua dâu 29

1.5.2 Thuyết minh quy trình 30

1.6 Thiết bị của hệ thống sấy thăng hoa sữa chua dâu 31

1.6.1 Buồng thăng hoa 32

1.6.2 Thiết bị ngưng tụ-đóng băng 33

1.6.3 Bơm chân không 34

1.6.4 Hệ thống đo lường và điều khiển 34

CHƯƠNG 2 38

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO 38

2.1 Đối tượng nghiên cứu và tính toán 38

2.2 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán 39

2.3 Phương pháp tính toán và thiết kế hệ thống 40

2.3.1 Phương pháp tra cứu tài liệu 40

2.3.2 Phương pháp phân tích và tổng hợp 40

2.3.3 Phương pháp tính toán 41

2.3.4 Phương pháp đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh máy bằng thực nghiệm 42

2.3.5 Phương pháp kiểm tra tính toán 44

2.3.6 Phương pháp thiết kế 44

2.4 Gia công chế tạo 48

2.4.1 Phương pháp gia công dập – ép và uốn 48

2.4.2 Phương pháp gia công Hàn điện 51

2.4.3 Phương pháp Hàn gió đá 52

2.4.4 Phương pháp gia công nguội 54

2.4.5 Phương pháp gia công lắp ráp 56

CHƯƠNG 3 59

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 59

3.1 Tính toán hệ thống thiết bị sấy thăng hoa sữa chua dâu 59

3.1.1 Tính toán buồng lạnh đông 60

3.1.2 Tính toán thiết kế các thiết bị trao đổi nhiệt của hệ thống lạnh đông sản phẩm 85

3.1.3 Tính toán thiết kế hệ thống sấy thăng hoa 103

3.1.4 Tính toán hệ bơm chân không 112

3.1.5 Xác định thời gian xả băng 113

3.1.6 Kiểm tra tính bền cho buồng sấy và thiết bị ngưng tụ - đóng băng 115

3.2 Kết quả 117

CHƯƠNG 4 119

BẢN VẼ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG SẤY 119

4.1 Bản vẽ thiết kế các thiết bị trong hệ thống sấy thăng hoa 119

4.2 Chế tạo 119

4.3 Kết luận 122

CHƯƠNG 5 123

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 123

5.1 Yêu cầu của hệ thống điều khiển 123

5.2 Tự động điều khiển hệ thống sấy thăng hoa 126

CHƯƠNG 6 127

THỬ NGHIỆM, HIỆU CHỈNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG SẤY QUA SẢN PHẨM SỮA CHUA DÂU 127

6.1 Thử nghiệm 127

6.1.1 Mục đích 127

6.1.2 Bố trí thí nghiệm 127

6.2 Hiệu chỉnh thiết bị 127

6.3 Đánh giá hệ thống sấy 136

CHƯƠNG 7 138

TÍNH KINH TẾ 138

7.1 Chi phí đầu tư lắp đặt hệ thống thiết bị sấy 138

7.2 Chi phí sản xuất sữa chua dâu 139

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 141

TÀI LIỆU THAM KHẢO 143

PHỤ LỤC 147

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Giản đồ biểu diễn trạng thái của nước [3] 5

Hình 1.2 Đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa 8

Hình 1.3 Hệ thống sấy thăng hoa DS-9 (version 4) [3] 12

Hình 1.4 Máy sấy thăng hoa một buồng Epsilon 2-40D 12

Hình 1.5 Máy sấy thăng hoa hay buồng Ultra 35 Super ES 13

Hình 1.6 Máy sấy thăng hoa FD-80 13

Hình 1.7 Sữa chua dâu 14

Hình 1.8 Ảnh hưởng của tốc độ lạnh đông đến cấu trúc nguyên liệu 28

Hình 1.9 Quy trình sản xuất sữa chua dâu 29

Hình 1.10 Quy trình sản xuất sữa chua dâu sấy thăng hoa 30

Hình 1.11 Buồng sấy thăng hoa sữa chua dâu 32

Hình 1.12 Một số phương pháp gia nhiệt trong buồng sấy thăng hoa 33

Hình 1.13 Thiết bị ngưng tụ - đóng băng 33

Hình 1.14 Mô tả sơ đồ khối hệ tự động điều khiển 35

Hình 1.15 Sơ đồ mô tả tín hiệu vào, ra 36

Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu và tính toán sữa chua dâu sấy thăng hoa 39

Hình 2.2 Các phương pháp ép 49

Hình 2.3 Hàn hơi gió đá 53

Hình 3.1 Hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 59

Hình 3.2 Cấu tạo lớp vỏ ba lớp của buồng thăng hoa 71

Hình 3.3 Chu trình lạnh hai cấp nén, bình trung gian có ống xoắn, làm mát hoàn toàn, có hai lần tiết lưu 73

Hình 3.4 Đồ thị nhiệt động chu trình lạnh hai cấp nén 75

Hình 3.5 Phân tích quá trình quá tuyết trên giản đồ ba pha của nước 77

Hình 3.6 Sự biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt 87Hình 3.7 Đồ thị biến thiên nhiệt độ theo diện tích trao đổi nhiệt của bình trung gian 98Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị ngưng tụ – đóng băng 110Hình 5.1 Sơ đồ khối hệ thống tự động điều khiển thông minh 123Hình 5.2 Quy tắc hoạt động tự động hệ thống sấy thăng hoa 126Hình 6.1 Quan hệ y1= f (x1) và y2 = f(x1) khi x2 = 36 giờ 128Hình 6.2 Quan hệ y1= f (x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 31 oC 128Hình 6.3 Quan hệ y1= f (x1) và y2 = f(x1) khi x2 = 34 giờ 130Hình 6.4 Quan hệ y1= f (x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 30 oC 130Hình 6.5 Quan hệ y1= f (x1) và y2 = f(x1) khi x2 = 33 giờ 131Hình 6.6 Quan hệ y1= f (x2) và y2 = f(x2) khi x1 = 30 oC 132Hình 6.7 Chương trình điều khiển hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 133Hình 6.8 Thiết bị đèn trong hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 136Hình 6.9 Sản phẩm sữa chua dâu sấy thăng hoa 137

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của sữa chua trong 100g ăn được [2] 16Bảng 1.2 Chỉ tiêu cảm quan 21Bảng 1.3 Chỉ tiêu vi sinh 21Bảng 1.4 Chỉ tiêu hóa lý 22Bảng 1.5 Chỉ tiêu kim loại nặng 22Bảng 2.1 Đối tượng nghiên cứu và tính toán hệ thống sấy thăng hoa sữa chua dâu 38Bảng 2.2 Thực nghiệm với x2, x3 = const 43Bảng 2.3 Thực nghiệm với x11opt, x3 = const 43Bảng 2.4 Thực nghiệm với x2, x3 = const 43Bảng 2.5 Thực nghiệm với x11opt, x3 = const 43Bảng 6.1 Thí nghiệm với x2 = 36 giờ 127Bảng 6.2 Thí nghiệm với x1 = 31 oC 128Bảng 6.3 Thí nghiệm với x2 = 34 giờ 129Bảng 6.4 Thí nghiệm với x1 = 30 oC 129Bảng 6.5 Thí nghiệm với x2 = 33 giờ 131Bảng 6.6 Thí nghiệm với x1 = 30 oC 131Bảng 6.7 Đặc tính kỹ thuật của hệ thống sấy thăng hoa 132Bảng 6.8 Các bước thực hiện ở 2 chế độ sấy 133Bảng 7.1 Bảng tổng hợp chi phí chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 138

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Cvl Nhiệt dung riêng của vật liệu kJ/(kg.K)

Co Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối W/(m2.K4)

m2 Khối lượng vật liệu sau khi sấy kg

Nđo.n Công suất tính trong quá trình đoạn nhiệt kW, W

ηm Hệ số hiệu dụng tính đến quá trình ma sát -

δ Chiều dày vật liệu sấy ở dạng thực m, mm

π Tỷ số nén - NDR Nhiệt dung riêng

KLR Khối lượng riêng

HSDN Hệ số dẫn nhiệt

HSKT Hệ số khuếch tán

ABA Axit abscisic

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

HP Áp lực cao

LP Áp lực thấp

OP Áp lực đầu

WP Áp lực nước

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Tiến hành thực hiện nghiên cứu này, chúng tôi đã tính toán, thiết kế và chế tạo thành công hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/ mẻ

Các thông số ban đầu được sử dụng cho quá trình tính toán:

Năng suất lạnh đông sản phẩm Gsp = 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/ mẻ Nhiệt

độ buồng lạnh đông là tf2 = - 450C, nhiệt độ trung bình sản phẩm sau khi lạnh đông để nước trong sản phẩm đóng băng hoàn toàn là tfopt= -220C Độ ẩm ban đầu của sản phẩm

W1 = 88% và độ ẩm cuối của sản phẩm W2 = 5% Khối lượng riêng của nguyên liệu ρ =

1080 kg/m3 Nhiệt độ môi trường sấy thăng hoa T = 30oC Thời gian sấy giả định t = 32h Áp suất trong buồng sấy 0,005 mmHg

Hệ thống sấy thăng hoa được chế tạo bao gồm: buồng sấy hình chữ nhật có kích thước 532mm x 442mm x 600mm gồm 5 tấm truyền nhiệt trong buồng sấy mỗi tấm có

2 khay, vật liệu được sử dụng chế tạo buồng sấy là inox SUS304, độ dày tấm truyền nhiệt là 8mm, công suất bơm chân không 2HP; máy nén có công suất 6,1HP; lớp cách nhiệt dày 7,5mm

Khi chế tạo thành công hệ thống sấy thăng hoa DS – 12 chúng tôi tiến hành sấy mẫu nguyên liệu sữa chua dâu để kiểm tra và hiệu chỉnh thiết bị Quá trình thu được sản phẩm sữa chua dâu sấy thăng hoa gồm hai giai đoạn chính: giai đoạn lạnh đông và giai đoạn sấy thăng hoa Kết quả thu được mẫu sản phẩm sấy có độ ẩm mong muốn, kết cấu đẹp, đảm bảo được tính chất cảm quan đặc biệt về màu sắc và hương vị

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đồ án

Ngày nay, khi nói đến sản phẩm có giá trịtdinh dưỡng cao, đem đến nhiều lợi ích cho sức khỏe đặc biệt là đối với trẻ em và người già thì phải kể đến đó là sữa chua Sữa chua rất giàu dinh dưỡng, cung cấp vitamin, ngăn ngừa bệnh cao huyết áp phổ biến và có nhiều vi khuẩn có ích tốt cho đường ruột, Tuy nhiên, thời gian bảo quản sữa chua khá là ngắn, 1 ngày trong điều kiện nhiệt độ phòng (25 – 30 0C) và khoảng

5 ngày ở 70C [47].Đây được xem là yếu tố quan trọng cản trở việc thương mại hóa của sản phẩm Sữa chua được duy trì và bảo quản ở nhiệt độ thấp (2 – 4 0C) để hạn chế những biến đổi bất lợi có thể diễn ra, làm thay đổi mùi vị và các chỉ tiêu chất lượng khác của sữa chua [47] Trên thị trường hiện nay các sản phẩm sữa chua dạng lỏng rất phổ biến nhưng vẫn còn tồn tại nhiều bất cập trong quá trình vận chuyển, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Đặc biệt, đối với những người tiêu dùng mong muốn đem sản phẩm đi xa, phục vụ cho những chuyến du lịch, những nơi không có điều kiện bảo quản tốt,… Để kéo dài thời gian bảo quản,thuận tiện cho quá trình đóng gói

và lưu trữ, giảm chi phí do giảm khối lượng và không cần trữ lạnh trong khâu vận chuyển Trên thế giới và các doanh nghiệp ở Việt Nam đang nghiên cứu phát một số phương pháp, nhằm đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng như bảo quản ở nhiệt độ thấp hoặc trong môi trường chân không, sấy khô sản phẩm Nhận thấy được những bất cập của việc bảo quản sữa chua dạng lỏng, với mong muốn kéo dài thời gian bảo quản cũng như vẫn đảm bảo được giá trị dinh dưỡng Vì vậy, việc tìm và đưa ra phương pháp bảo quản phù hợp để bảo toàn chất lượng của sữa chua vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng cao là một vấn đề quan trọng và cấp thiết

Hiện nay, các phương pháp sấy để bảo quản thực phẩm là những phương pháp đang được áp dụng phổ biến và rộng rãi nhất như sấy đối lưu, sấy lạnh,… Tuy nhiên, việc bảo đảm giá trị dinh dưỡng, thành phần hóa học cũng như các tính chất cảm quan của sản phẩm sau quá trình sấy thì phương pháp “sấy thăng hoa” là lựa chọn ưu tiên Sấy thăng hoa là phương pháp sấy có nhiều đặc điểm nổi trội hơn so với những phương pháp sấy khác, đặc biệt là khả năng hoàn nguyên của sản phẩm sau sấy.[3] Chế độ sấy thăng hoa sẽ bảo toàn được gần như là toàn bộ giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu sấy, sản phẩm có cấu trúc xốp và hoàn nguyên rất tốt Quá trình sấy thăng hoa giúp tạo ra các loại sản phẩm có chất lượng và giá trị kinh tế cao như: sữa ong chúa, tổ yến, sữa chua, các loại mứt, chế phẩm sinh học, dược liệu ,…Cùng với sự

phát triển của khoa học công nghệ của ngành thực phẩm nước ta hiện nay, bên cạnh

đó là nhu cầu về việc thay đổi và phát triển các thiết bị cũ của các công ty thực phẩm nhằm tăng năng suất sản phẩm đang là vấn đề được quan tâm hiện nay

Dựa vào thực tiễn hiện nay về nhu cầu cải tiến và đổi mới về mặt trang thiết bị

sử dụng trong sản xuất, nhóm chúng tôi đã xem xét tình hình thực tế để phát triển hệ thống sấy thăng hoa và cho ra đời sản phẩm DS-12 được thiết kế nhằm mục đích nâng cấp thêm về năng suất làm việc của hệ thống sấy thăng hoa thông qua việc tính toán

và thiết kế hệ thống Bên cạnh đó, khi tiến hành thiết kế hệ thống sấy thăng hoa với mục đích mong muốn phục vụ cho thế hệ tiếp theo của ngành có thể sử dụng một hệ thống thiết bị có chất lượng cao

Chính vì những lý do đó, chúng tôi quyết định thực hiện đề tài “Nghiên cứu

tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS – 12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ”, là vô cùng cấp bất và cần thiết Nhằm tạo ra sản

phẩm có chất lượng tốt, cải thiện hệ thống sấy thăng hoa và phục vụ cho quá trình học tập, nghiên cứu của sinh viên tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh

2 Mục tiêu đồ án

- Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến kỹ thuật sấy thăng hoa và cấp đông

- Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu đầu vào là sữa chua dâu

- Tìm hiểu, phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tính toán, thiết kế hệ thống sấy thăng hoa và cấp lạnh

- Nghiên cứu lý thuyết về trang thiết bị được sử dụng trong hệ thống sấy thăng hoa

- Nghiên cứu tính toán thiết kế, chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS – 12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ

3 Giới hạn nghiên cứu của đồ án

Đồ án tìm hiểu về cơ sở lý thuyết và nghiên cứu thiết bị để từ đó thiết kế, chế tạo thành công hệ thống sấy thăng hoa DS-12, với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ

Xác định các thông số cơ bản ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa và lạnh đông

Tính toán số liệu, thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa lạnh đông

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về nguyên liệu, tình hình nghiên cứu, cơ sở khoa học và công nghệ của quá trình sấy thăng hoa

- Xác định các thông số cần thiết cho quá trình tính toán và thiết kế hệ thống sấy thăng hoa

- Chế tạo hệ thống sấy thăng hoa bằng các phương pháp cơ khí

- Phương pháp nghiên cứu, tính toán và chế tạo

- Tính toán và thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa DS-12

- Thử nghiệm, hiệu chỉnh và đánh giá chất lượng hế thống sấy thông qua sản phẩm sữa chua dâu

- Tính toán chi phí kinh tế lắp đặt hệ thống sấy và bàn luận

- Kết luận

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm

- Phương pháp tham khảo tài liệu, phân tích tổng hợp của quá trình sấy thăng hoa

- Phương pháp tiếp cận hệ thống xây dựng mô tả tính toán cho hệ thống nghiên cứu

- Phương pháp tối ưu hóa

- Phương pháp xác định các thành phần hóa học của sữa chua dâu

- Phương pháp chế tạo gia công cơ khí

- Phương pháp tự động điều khiển lập trình trên máy tính

- Ngoài ra, chúng tôi còn sử dụng các tài liệu tham khảo, tham khảo các kết quả

đã được công bố và các công cụ toán học, phần mềm xử lí số liệu

6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

6.1 Ý nghĩa khoa học

Đồ án này được thiết kế để làm nền tảng quan trọng cho các tính toán, thiết kế

và tìm hiểu chuyên sâu hơn về hệ thống sấy thăng hoa sau này

Kiểm chứng được các cơ sở lý thuyết khoa học để ứng dụng vào việc chế tạo hệ thống sấy thăng hoa với đối tượng sấy là sữa chua dâu với năng suất 10,8 kg nguyên liệu sữa chua dâu/mẻ

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Hệtthống sấy thăng hoa đáp ứng được các yêu cầu về đảm bảo chất lượng của các sản phẩm sau khi sấy Kết quả của quá trình nghiên cứu đề tài này nhằm tạo ra sản phẩm sữa chua dâu sấy thăng hoa có chất lượng tốt, đảm bảo yêu cầu đầu ra về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, Tạo nên sảntphẩm sữatchua sấy thăng hoa có giá trị dinh dưỡng cao, giảm chi phí đến mức thấp nhất và đạt được độ ẩm như mong muốn

Để đáp ứng được yêu cầu đó, hệ thống sấy thăng hoa được xem như một trong những

hệ thống sấy hiện đại nhất sử dụng nhiệt độ và áp suất thấp để làm bay hơi nước, giữ được tính nguyên vẹn của sản phẩm

7 Bố cục

Đề tài này được chúng tôi trình bày nội dung gồm 7 chương chính:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, tính toán và chế tạo

Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống

Chương 4: Bản vẽ thiết kế và chế tạo hệ thống sấy thăng hoa

Chương 5: Tính toán và thiết kế hệ thống điều khiển

Chương 6: Thử nghiệm, hiệu chỉnh và đánh giá chất lượng hệ thống qua sản phẩm sữa chua dâu

Chương 7: Tính kinh tế

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở khoa học sấy thăng hoa

1.1.1 Định nghĩa sấy thăng hoa

Sấytthăngthoa (haytcòntgọitlàtsấytđôngtkhô hay sấytkhôtđônglạnh) đây là một quá trìnhttáchtẩmttừtcáctsảntphẩmtbằngtphươngtpháptlạnhtđông được thực hiện ở điềutkiệntnhiệttđộtthấptvà áptsuất, dướitđiểmtba thểtO (0,0098°C; 4,58 mmHg), cho phép nước sau khi kết tinh được chuyển trực tiếp từ thể rắn lạnh đông sangtthểthơi

mà không đi qua pha lỏng Nhờ vào phương pháp này sản phẩm sau khi sấy vẫn giữ nguyêntđược giá trị dinh dưỡng bantđầutcủatnguyêntliệu:proteintkhôngtbịtbiến tính, lipid khôngtbịtoxi hóa,màu sắc mùi vị không thay đổi, [3]

1.1.2 Nguyên lí sấy thăng hoa

Hình 1.1 Giản đồ biểu diễn trạng thái của nước [3]

Hình 1.1 là đồ thị làm việc của buồng sấy thăng hoa sử dụng nguồn bức xạ từ các tấm kim loại với nhiệt độ lạnh đông (-35 ÷ -30) ºC

1 – Nhiệttđộttấmtgiatnhiệt

2 – Nhiệttđộtmôi trường sấytthăngthoa

Quá trình sấy thăng hoa trải qua 3 giai đoạn: [3],[4]

Giaitđoạn 1: Cấp đông sản phẩm, chuyển một phần nước trong sản phẩm từ dạng lỏng sang dạng rắn

Giaitđoạn 2: Sấy thăng hoa thực phẩm, chuyển rắn từ thể rắn sang thể hơi không quá thể lỏng

Giai đoạn 3: Sau giai đoạn sấy thăng hoa là giai đoạn sấy chân không thực phẩm, nhằm tách thêm một phần ẩm ở dạng lỏng trong nguyên liệu, đảm bảo sao cho độ ẩm của nguyên liệu sau quá trình sấy đạt được giá trị yêu cầu Giaitđoạntnàytchủ yếu làm mát ẩm liên kếtthóa lý ởttrong nó, kết thúctgiai đoạn này khi xảy ratsựtcân bằngtnhiệt

độtmôittrường sấy và nhiệttđộttấm bứctxạ nhiệt

1.1.1.1 Giai đoạn làm lạnh đông

Nguyêntliệutsautkhitchuẩn bị được làm lạnhtđông từ nhiệt của sản phẩm thực phẩm từ nhiệt độ phòng xuống -35 0C, hầu hết nước trong các sản phẩm thực phẩm khi đạt đến nhiệt đồ này đã bị đóngtbăng gần nhưthoànttoàn Ứng với mỗi loại thực phẩm khác nhau sẽ có nhiệt độ lạnh đông khác nhau nhưng cần phải kết tinh 100% lượng ẩm có trong thực phẩm

Từ Hình 1.1 cho ta thấy, đường (3) là đường nhiệt độ của thực phẩm sấy, trong giaitđoạn nàytáptsuất ở trong buồng sấy cũng như buồng lạnh đông sản phẩm hầu như không có sự thaytđổi đáng kể, bằng với áptsuấttkhítquyển, trên thực tế thì áp suất

ở giai đoạn này có sự xê dịch nhẹ, do quá trình làm lạnh làm cho nhiệt độ không khí giảm dẫn đến áp suất giảm mà thể tích buồng sấy thăng hoa không thay đổi và khép kín Vì vậy lượng ẩm ở giai đoạn này mất đi rất ít: Sự thoát ẩm chủ yếu là do sự chênh lệch áp suấttriêngtphầntcủatlớp không khí sát bề mặt thực phẩm và hơi nước trong môi trường sấy thăng hoa; Chênhtlệchtnhiệttđộ sản phẩm lạnhtđông và nhiệttđộtmôi trường lạnhtđông cũngtlàm cho ẩm bị mất đi do có xuthướngtđạt tớittrạngttháitcân bằngtnhiệt [3]

1.1.1.2 Giai đoạn sấy thăng hoa

Sản phẩm sau khi đạt tới nhiệttđộtlạnhtđôngtthíchthợp, tiến hành ngừng quá trình làm lạnh sản phẩm và kết thúc giai đoạn lạnh đông chuyển qua giai đoạn sấy thăng hoa Trong giai đoạn này, nhờ dòng nhiệt chủ yếu là bức xạ từ các tấm bức xạ, nước trong sản phẩm sấy bắt đầu thăng hoa mãnh liệt hơn Độ ẩm của sản phẩm sấy

giảm rất nhanh và gần như tuyến tính Như vậy, giai đoạn sấy thăng hoa cũng có thể được xem là giai đoạn sấy đẳng tốc, phần lượngtnhiệttbứctxạ mà sản phẩm sấy nhận được trongtgiaitđoạntnày dùng để biếntthành nhiệttẩntthăngthoa Do đó, nhiệt độ sản phẩm sấy hầu như không thay đổi

Để sản phẩm đạt chấttlượng tốt thì kết thúc giai đoạn này độ ẩm kết tinh sản phẩm đã thăngthoathết, độtẩm sản phẩm đạt yêu cầu và nhiệt độ sản phẩm vượt qua nhiệt độ kết tinh của ẩmttrong sản phẩm (Tkt), khi ẩm còn lại trong sản phẩm rất ít, chủ yếutlàtẩmtliêntkếttchỉttồn tại ởtphatlỏng Như vậy, quáttrìnhtsấytthăngthoa sẽ không có giaitđoạn 3

1.1.1.3 Giai t đoạn sấy chân không

Sau khi trải qua giai đoạntthăngthoa, do trạng thái của nước trong sản phẩm sấy lớn hơn 4,58 mmHg nên ẩm trong sản phẩm sấy trở về trạng thái lỏng Đây được xem

là giai đoạn sấy chân không thực phẩm, chủ yếu làm mất đi ẩm liên kết hóa lý Kết thúc giai đoạn này khi xảy ra sự cân bằng nhiệttđộ, nhiệt độ nguyên liệu đạt tới nhiệt

độtmôittrườngtsấy và nhiệttđộ tấmtbức xạ, độ ẩm cuốitcùngtcủatsảntphẩm từt2 – 4%, sản phẩm được đánh giá rất khô

1.1.3 Ưu, nhược điểm của kĩ thuật sấy thăng hoa

1.1.3.1 So t với t các t phương t pháp t khác

Trong kỹtthuậttsấy, nhiệt là nguyên nhân gây tổn thất về hương thơm và chất lượng dinhtdưỡng Tuy nhiên sấy thăng hoa làm giảmthoạttđộtcủatnước màtkhông dùng nhiệtttáctđộngtlêntthựctphẩm,kếttquảtlàtvẫn giữtđượcthươngtthơmtvà chất lượng sản phẩm tốt hơn

1.1.3.2 Ưu điểm

Đối với công nghệ sấy thăng hoa ưu điểm lớn nhất là không làm tổn thất các cấu tử mẫn cảm bởi nhiệt trong thực phẩm như vitamin, các cấu tử hương, các chất tạo màu, các chất có hoạt tính sinh học,…[4]

Công nghệ sấy thăng hoa tạo ra các sản phẩm có chất lượng tốt hơn, đảm bảo giữ lại được gần như hầu hết các chất dinh dưỡng trong nguyên liệu ban đầu như: Giữ nguyên được hương vị và màu sắc ban đầu của sản phẩm cụ thể như sau: các vitamin, khoáng, protein

Sản phẩm có cấu trúc cứng rắn, giữ được hình dạng ban đầu, ít bị co ngót và không có hiện tượng cứng vỏ;

Sản phẩm sấy thăng hoa có đặc tính hút nước trở lại nhanh hơn so với sản phẩm sấy thông thường và trở lại hình dạng cấu trúc ban đầu

Quá trình sấy thăng hoa tạo ra sản phẩm ổn định với thời gian bảo quản rất lâu, điều kiện bảo quản dễ dàng; Sản phẩm có trọng lượng nhỏ, dễ dàng vận chuyển nên giảm được chi phí chuyên chở

Quá trình sấy đảm bảo các đặcttính sinh học của sản phẩm, không xảy ra các phảntứng như: caramel, maillard, oxy - hóa khử, nhiệt phân, thủy phân

1.1.3.3 Nhược t điểm

Nhượctđiểm lớntnhất củathệtthốngtsấy thăng hoa là chitphí sấytrất cao (năng lượngtvàtchitphítđầuttư thiết bị), hệtthốngtphức tạp, cồng kềnh, phải dùngtđồng thời bơm chân không và máy lạnh Do đó vận hành phức tạp và đòi hỏi nhân côngtcó trình

Hình 1.2 Đồ t thị t làm việc của buồng t sấy t thăng t hoa

Khi nhiệttđộtmôittrườngtsấy thăng hoa cao thì sẽ dẫn đến quá trình truyền nhiệt tách ẩm tăng, nhiệt độ vật liệu sấy tăng nhanh, lúc này ẩm sẽ chuyển sang trạng thái lỏng và kết thúc sớm giai đoạn sấy thăng hoa nhưng mà độ ẩm không đạt yêu cầu Cho nên sẽ cần đến quá trình sấy chân không làm cho thời giantsấy bị kéo dài làm cho sảntphẩm sau sấy bịtbiếnttính, giảm tính hoàn nguyên, chấttlượng sản phẩm giảm

và làm tăng chi phí năng lượng Ngược lại, nếu sấy ở nhiệt độ thấp thì quá trình tách

ẩm sẽ giảm, chấttlượngtsảntphẩm sẽ cao và chi phítnăng lượng cao hơn.[3]

Vì vậy trongtquá trìnhtsấytthăng hoa nhiệt độ cần phải phù hợp với sản phẩm nhằm bảo toàn giá trị sảntphẩm cũng như là tiếttkiệm năngtlượng

 Thời gian

Thờitgiantcủatquá trình sấy thăng hoa là một trong những yếu tố công nghệ quyết định đến độ ẩm, chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy thăng hoa Nếu thời gian sấy thăng hoa ngắn thì lượng ẩm trong sản phẩm vẫn còn cao làm ảnh hưởng đến khả năng bảo quản, thời gian sấy thăng hoa dài thì làm cho chi phí năng lượng tăng vì các sản phẩm sau sấy có độ ẩm đạt từ 3 - 5% là đạt yêu cầu Ngoài ra khi thời gian sấy thăng hoa ngắn, thời gian sấy chân không dài thì ảnh hưởng rất nhiều đến khả năng hoàn nguyên,chất lượng của sản phẩm sau sấy và chi phí năng lượng tăng.[3]

 Áp suất

Áp suất môi trường sấy thăng hoa là yếu tố tạo ra động lực cho quá trình truyền nhiệt tách ẩm và ảnhthưởng đến các đặc tính về độ ẩm, chất lượng và chi phí năng lượng của sản phẩm sấy Nhiệt độ sản phẩm khi đưa vào sấy chính là nhiệt độ lạnh đông thích hợp TFopt , ứngtvớitnhiệttđộtnày sẽ có 1 áp suấttthăngthoa nhất định là Pth

.Nếu áp suất môi trường sấy thăng hoa không phù hợp thì sẽ cần tiêu hao thêm một lượng nhiệt để nâng nhiệt độ của ẩm kết tinh trong sản phẩm đến nhiệt độ thăng hoa tương ứng với áp suất môi trường Do đó, ảnh hưởng đến thời gian sấy, chấttlượng

và chitphí năngtlượng.[3]

Vì vậy việc xác định phù hợp các thông số công nghệ nhiệt độ, áp suất và thời gian sấy của từng loại nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sấy và chất lượng của sản phẩm sau khi sấy

1.1.5 Các biến đổi vật lý, hóa học và vi sinh ảnh hưởng đến quá trình sấy thăng hoa

1.1.5.1 Biến đổi về vật lý

Các tính chất vật lý của nguyên liệu sẽ thay đổi như hình dạng, kích thước, khối lượng, tỷ trọng, độ giòn Tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quá trình sấy mà những biến đổi nói trên sẽ diễn ra theo những quy luật

và mức độ khác nhau Sự khuếch tán ẩm xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùng

khác nhau ở bên trong mẫu nguyên liệu Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm của nguyên liệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên.

1.1.5.2 Biến đổi về hóa học

Độ tổn thất protein, gluxit, lipid, khoáng chất và axit béo tự do, axit amin tự do, v.v (thành phần chủ yếu chất khô có trong sản phẩm) và vitamin của sản phẩm sấy thăng hoa là những thông số công nghệ quan trọng để đánh giá chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm sau khi sấy Các thành phần chất khô này liên kết với ẩm tạo ra dung dịch Khi lạnh đông chúng sẽ kết tinh cùng với các phân tử nước, khi tiến hành sấy thăng hoa ở môi trường có nhiệt độ thấp và áp suất thấp, thì các thành phân chất khô này ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố công nghệ như nhiệt độ, áp suất môi trường sấy và thời gian sấy

Đối với vitamin của sản phẩm qua quá trình sấy thăng hoa ở nhiệt độ thấp trong môi trường chân không thì sản phẩm vẫn giữ được các tính chất ban đầu tự nhiên của chúng, các vitamin được bảo toàn.Theo nghiên cứu, độ tổn thất của các thành phần hóa học cho phép không vượt quá 3% thì được xem là sản phẩm có chất lượng tốt

1.1.5.3 Biến đổi về vi sinh

Với thành phần nguyên liệu sinh học chứa 88% là nước đây là điều kiện để các

vi sinh vật tồn tại trong quá trình sấy thăng hoa thì sản phẩm sẽ được cấp đông ở nhiệt

độ - 45°C toàn bộ nước sẽ bị đóng băng làm mất môi trường sống của vi sinh vật,đồng thời ẩm bên trong vi sinh vật cũng bị kết tinh, thể tích nước đá tăng làm phá vỡ cấu trúc của vi sinh vật làm cho vi sinh vật bị giết và sau khi trải qua quá trình sấy thăng hoa lạnh đông thì sản phẩm có độ ẩm rất thấp nên các vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm không thể phát triển giúp kéo dài thời gian bảo quản và không cần sử dụng các chất bảo quản

1.1.6 Một số hệ thống sấy thăng hoa

Phù hợp với cấuttạo của buồngtthăngthoa, hệ thống sấy thăng hoa gồm ba loại:

1.1.6.1 Sấy t thăng t hoa t cấp t đông t riêng

Hệ thống sấy thăng hoa cấp đông riêng: Hệ thống cấp đông sản phẩm bằng một

hệ thống lạnh độc lập, sau khi lạnh đông xong sản phẩm đưa vào buồng thăng hoa để thực hiện quá trình sấy Như vậy, hệ thống lạnh trong hệ thống sây thăng hoa chỉ thực hiện một nhiệm vụ là ngưng ẩm thoát ra từ sản phẩm trước khi bơm chân không hút thải ra ngoài

1.1.6.2 Sấy t thăng t hoa t tự t cấp t đông

Hệ thống lạnh tự cấp đông: Hệ thống này thực hiện quá trình lạnh đông sản phẩm ngay tại buồng sây thăng hoa Như vậy, hệ thống lạnh trong hệ thống sấy thăng hoa thực hiện hai nhiệm vụ: một là làm lạnh đông sản phẩm ở giai đoạn 1: hai là ngưng ẩm thoát ra từ sản phâm trước khi bơm chân không hút thải ra ngoài ở giai đoạn 2 sấy thăng hoa và giai đoạn 3 sấy chân không nhiệt độ thấp (nếu có)

1.1.6.3 Sấy thăng hoa liên tục

Hệ thống sấy thăng hoa liên tục: Hệ thống này lạnh đông sản phẩm liên tục Như vậy, hệ thống lạnh trong hệ thống sấy thăng hoa liên tục cũng chỉ thực hiện một nhiệm vụ là ngưng ẩm thoát ra từ sản phẩm trước khi bơm chân không hút thải ra ngoài

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước về lĩnh vực sấy thăng hoa

So với các quốc gia trêntthế giới thì ở ViệttNam côngtnghệ sấy thăng hoa chỉ mới bắttđầu được quanttâm từ nhữngtnăm cuối thế kỉ 20 trở lại đây, và trải qua khoảng thời gian đó cho tới nay thì ở Việt Nam đã có được một số công trình nghiêntcứu ứng dụngsấytthăng hoa trong việc bảotquản các sảntphẩm thực có giá trị

và dược dẩm.Một vài côngttrình tiêu biểu như “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa để sấy màng hạt gấc" của tác giả Trần Như Khuyên, tác giả Trần Đức Ba với "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa để sấy một số loại thủy sản"và tác giả Nguyễn Tấn Dũng với “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy thăng hoa tại Việt Nam", …[24]

Nhìn chung, vấn đề nghiên cứu ứng dụng sấy thăng hoa trong bảo quản các sản phẩm dược, thực phẩm, chế phẩm sinh học,…hiện đang còn rất nhiều hạn chế Nguyên nhân là do hệ thống sấy thăng hoa rất đắt, vốn đầu tư lớn nên các nhà khoa học không có khả năng đầu tư thiết bị nghiêntcứu, ứng dụng và triểntkhai công nghệ này vào thực tế sản xuất Trước tình đó, nhóm của tác giả Nguyễn Tấn Dũng, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM trong 16 năm nghiên cứu đã chếttạotthànhtcông 11 phiên bản hệ thống sấy thăng hoa từ DS-1 đến DS-11 tại Việt Nam, từ quy mô phòng thí nghiệm cho đến quy mô công nghiệp, với giá thành giảm nhiều lần so với hệ thống sấy nhập ngoại cùng năng suất, chỉ bằng 1/7 1/3 giá nhập ngoại với chất lượng sản phẩm sau khi sấy là như nhau Đây là một tín hiệu đáng mừng cho ngành công nghiệp chế tạo hệ thống sấytthăngthoattạitViệt Nam

Hình 1.3 Hệ thống sấy thăng hoa DS-9 (version 4) [3]

1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước về lĩnh vực sấy thăng hoa

Côngtnghệtsấytthăngthoa đã và đang phát triển mạnh trên toàn thế giới Các nước tiên tiến như Mỹ, Nga, Nhật, Pháp, Đức, Ý, Tây Ban Nha, v.v đã chế tạo các

hệ thống sấy thăng hoa ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ dược phẩm, công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm, v.v đạt tới mức hoàn thiện; hệ thống đo lường và tự động điều khiển bằng máy tính rất hoàn hảo Một số hệ thống sấy thăng hoa nổi tiếng trên thế giới:

Máy sấy thăngthoa một buồng Epsilon 2 – 60 của hãng Christ (Đức) với năng suất bay hơi 45kg/24giờ

Hình 1.4 Máy sấy thăng hoa một buồng Epsilon 2-40D

- Máy sấy thăng hoa hay buồng Ultra 35 Super ES của hãng Virtis( Mỹ) với năng suất 25kg/24giờ

Hình 1.5 Máy sấy thăng hoa hay buồng Ultra 35 Super ES

Hệ thống sấy thăng hoa hai buồng của Mỹ Ultra 35 Super ES của hãng Virtis với nhiệt độ môi trường dông lạnh lên tới (-60 ÷ -55 )°C và hệ thống tự động điều khiển bằng máy tính giá trị của hệ thống là 280000 USD tương đương với 5.1 tỷ Việt Nam đồng

- Máy sấy thăng hoa FD-80 với nhiều mẫu khác nhau, với năng suất bay hơi 80kg/24giờ

Ngoài ra còn nhiều hệ thống sấy có năng suất lớn khác từ nước Châu Á, Châu

Âu và đặc điểm chung của những hệ thống sấy này là có giá thànhtcao gấp 2 -3tlần

sotvới máy chế tạo ở Việt Nam

Hình 1.6 Máy sấy thăng hoa FD-80

1.4 Nguyên liệu sữa chua dâu

1.4.1 Tổng quan về nguyên liệu

1.4.1.1 Định 1 nghĩa – Nguồn gốc

Nguyên liệu chính được chọn để sản xuất sữa chua dâu sấy thăng hoa là sữa chua

 Sữa chua

Sữa chua còn được gọi với cái tên khác là “yoghurt” hoặc “yoghourt” là một

sản phẩm lên men có xử lý nhiệt phối trộn với vi khuẩn Streptococcus thermophilus

và Lactobacillus Bulgaricus (còn gọi là Lactobacillus delbrueckii spp

Bulgaricus).[44] Các hợp chất dễ bay hơi do vi khuẩn sữa chua tạo ra bao gồm axit

acetic, diacetyl và quan trọng nhất đó chính là axetandehit [44] Sữa chua là một sản phẩm đượctlàmttừ sữatbằng cách trộn sữa lên men với các thành phần nguyên liệu khác nhau để cung cấp hương vị và màu sắc Nhiều loại trái cây được thêm vào để cải thiện hương vị cho sản phẩm như dâu tây, chuối, đào, việt quất,…Ngoài trái cây, các hương liệu khác cũng được thêm vào như vani, socola, cà phê,… Việc sửtdụng các loại trái cây và chất phụ gia trong sản xuất sữa chua trái cây đã cải thiện được các đặc tính về giá trị dinh dưỡng và cảmtquantcủatsản phẩm

Hình 1.7 Sữa chua dâu

Hiện nay, việc bổ sung thêm trái cây là một phương cách đa dạng hóa cho các dòng sản phẩm sữa chua, làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng và tăng tính hấp dẫn cho sản phẩm Đặc tính quan trọng của sữa chua trái cây nói chung và sữa chua dâu nói riêng là cấu trúc, gelatin có thể xem là một trong những tác nhân cải thiện cấu trúc, giảm giá thành sản phẩm và đem lại cảm giác ngon miệng hơn Trong sản phẩm sữa chua dâu, hương vị dâu chủ yếu được bổ sung dưới dạng mứt dâu, các sản phẩm dần dần được phát triển trên thị trường Việt Nam bởi các hãng sản xuất lớn như